İklimlendirme sisteminde şartlandırılmış hava, doğru debi ve basınçta seçilmiş bir havalandırma santralinden, havalandırma kanal sistemi ve dağıtım kontrol sistem elemanları kullanılarak dağıtılır; iç ortamlarda istenilen debi, hız ve atış mesafesine ulaştırılır. Özellikle şartlandırılmış havanın son çıkış noktasında iç ortam ile oluşturduğu etkileşimin çok iyi tasarlanması, tüm sistemin başarısı için çok önemlidir.
Özellikle ülkemizdeki mevcut iklimlendirme sistemleri incelendiğinde birçok projede son çıkış ağızlarının iyi tasarlanamadığı anlaşılacaktır. Bu konuda yaşanan problemlerin; deneyim ve bilgi eksikliği, bu alanda yeterli literatür bulunmayışı gibi nedenlerden kaynaklandığı düşünülmektedir.
Menfez ve difüzörler bir havalandırma sisteminin en son unsurudur ve mahal içinde bulunmaktadır. Menfezlerden genel olarak beklenenler şunlardır [1]:
Gerekli hava debisini vermesi
Havanın mahal içinde yayılmasını sağlamak
Rahatsız edici hava cereyanı oluşturmaması
Havayı doğrudan toplayıcı menfezlere göndermemesi
Gürültü oluşturmaması
Mimari tasarıma uygun olması
Hava Besleme Terimleri
Havalandırma tekniğinde kullanılan menfez ve difüzörler için bazı önemli terimler vardır:
Atış Uzaklığı (Difüzyon yarıçapı): Hava jetinin ortalama hızının belirli bir Vuç hızına kadar düştüğü nokta ile menfez arasındaki yatay uzunluktur (
Düşme: Belirli bir atış uzaklığında, jet merkezi ile menfez yatay ekseni arasındaki düşey uzaklıktır (Sıcak hava jetinde: Yükselme).
Çıkış Hızı: Jetin menfezden çıkışındaki hava hızıdır.
Uç Hızı: Jetin ucundaki hava hızı (Vuç=0,15 / 1,0 m/s).
Zarf: Jetin belirli bir hıza karşılık gelen dış yüzü
Yayılma: Belirli bir uç hızında jet genişliğidir
Serbest Jet: Herhangi bir engelle karşılaşmayan jet
Birincil Hava: İç hacme girişte, jeti oluşturulan şartlandırılmış hava
İkincil Hava: Jet ile sürüklenen (endüklenen) ortam havas
Tavan Etkili Jet: Tavana çok yakın ilerleyen ve tavandan etkilenen jet
Ortam Havası: Yaşanılan bölge içindeki hava
Ortam Havası Hızı: İnsanlı bölge içindeki ortalama hava hızıdır
Yaşam Bölgesi: Döşemeden 1,70 m (veya 1,80 m) yüksekliğe kadar çıkan, duvarlara 15 cm’ye kadar yaklaşan, ortam içinde insanların bulunduğu kısımdır
Rahatsız Edici Hava Cereyanı (Draft): Ortam havası içinde oluşan, insanları rahatsız edecek kadar yüksek hızda hava akımı. Bu hız, hava sıcaklığına bağlı olarak 0,20 ile 0,30 m/s arasında değişir.
Sıcaklık Farkı (dT): Birincil havanın, ortama girişteki sıcaklığı ile ortam sıcaklığı arasındaki fark
Koanda Etkisi: Tavan, duvar veya döşeme gibi düz bir yüzeye çok yakın yerleştirilmiş bir difüzörden, bu yüzeye paralel doğrultuda verilen hava jeti, menfez çıkışından sonra yüzeye yapışır ve tekrar ayrılıncaya kadar bir süre yol alır. Pratikte daha çok, yüksek kotlara yerleştirilen duvar menfezlerinden ve tavan yıkayıcılarından çıkan hava jetlerinde karşılaşılan bu fiziksel olaya “koanda etkisi” denir. Bazı difüzör tipleri için koanda etkisi önemlidir
- İÇ ORTAM HAVA DAĞILIM MODELLERİ VE KONFOR
Hava dağıtım sisteminde yaygın olarak göz ardı edilen bir faktör havalandırma çıkışları olup oda hava hızlarının oluşmasına neden olmaktadır. Rahatsız edici hava cereyanlarına neden olan sık yerleştirilmiş hava çıkışları yaygın olarak görülmektedir. Ayrıca yine aşırı hava akımına neden olan tavanın altından yana doğru yatay olarak sık yerleştirilmiş hava çıkışları da yaygındır.
Aşağıda bir hava dağıtım sisteminde yüksek hızlı hava jetlerinden ve rahatsız edici hava cereyanlarından kaçınmak için bazı yöntemler açıklanacaktır. Bu yöntemler bir proje için önemli ilave bir zaman almadan uygulanabilir. Oda hava hareketinin kontrolüyle daha yüksek seviyede konforlu ve daha üretken çevre oluşturulabilir.
Havanın iç ortama dağılımında seçilmiş olan iç ortam hava dağılım modelleri önemlidir. İç hava dağılım modelleri geleneksel karışımlı hava sistemi ve tam katmanlı sistem olarak ikiye ayrılır. Özellikle ısıtma ve soğutma yükleri iç ortama gönderilen şartlandırılmış hava ile karşılanıyorsa bu seçim daha fazla önem kazanır. Çünkü yukarıdan ısıtma, aşağıdan soğutma yapmak kötü bir fikirdir. Ortam sıcaklığı zeminden tavana doğru oldukça değişmektedir.
Geleneksel karışımlı hava sistemi
Besleme havası 3 ila13°C arasında değişir.
Yaşam bölgesine dışarıdan verilen soğuk hava oda havası ile kolayca karışır.
Tavan ve / veya duvarlarda bir hava akıntısı oluşturur.
Isı ile kirleticileri tavan seviyesine yükseltir.
Düşük hız oda hava hareketi oluşturur.
Ortam boyunca üniform sıcaklık dağılımı oluşturur ve tabakalaşmayı en aza indirir.
Tam katmanlı hava sistemi
Besleme havası 17 ila 20 °C civarındadır.
Düşük hızlarda serin hava beslemesi sıcak oda havasının yerine geçer.
Geliştirilmiş havalandırma ve konfor sağlamak için sıcak havanın doğal yükselme etkisini kullanır.
Bir ısı kaynağına ulaşıncaya kadar soğuk hava zemin üzerinde yavaş hareket eder, daha sonra yükselir.
Geliştirilmiş iç hava kalitesi sağlar.
Hızın Konfora Etkisi
oda hava hızının konfor algısı üzerine etkisini göstermektedir. Şekil ayrıca boyun bölgesinin hava hareketine çok hassas olduğunu ardından ayak bileği bölgesinin geldiğini göstermektedir. Grafikte görüldüğü gibi boyun bölgesindeki şikâyetlerin çok yüksek orandaki kısmı bu bölgede 0.25 m/s üzerindeki hızlardan kaynaklanmaktadır. Birçok durumlarda istenmeyen hava cereyanı (draft) algısı, sıcaklıktan ziyade insanların üzerinden geçen hava hızından dolayı oluşur. Bu durum oda sıcaklığında bile olsa bir tavan fanı ile ortam havasının hareket ettirildiğinde serinletme sağlanabileceğini göstermektedir.
Klimalı odada ayak bölgesi (solda) ve boyun bölgesi (sağda) hava cereyanı algı farkı ve oda sakinlerinin itiraz yüzdeleri (2009 ASHRAE El Kitabı-Esaslar’dan alınmıştır). Sıcaklık farkı yerel sıcaklık ile ortalama oda sıcaklığı arasındaki farktır.
Çıkış Cihazı Seçimi
Tam karışımlı havalandırma sistemi tasarlarken bir ortamdaki kullanılan ve kullanılmayan hacimleri tanımlamak önemlidir. Kullanılan alan çalışma ve yaşam bölgesidir. Tipik olarak yaşam bölgesi, zeminden yukarıya doğru 1.8 m ve yan duvarlardan 0.15 ila 0.3 m iç kısımdan başlayan hacimdir. Kullanılan hacim, ortamın kullanım amacına ve özelliğine bağlıdır. Yüksek hızdaki besleme havasını dağıtmak ve ortam havası ile karıştırmak için kullanılmayan (yaşam bölgesinin dışındaki) hacmi kullanmak gerekir.
Bir üfleme jetinin yerini tahmin etmek için bir tasarımcı tarafından kullanılabilecek alet, üretici kataloglarından bu cihazlara ait “atış” listeleridir. Bu çıkışların testi için mevcut standartlar ASHRAE 70-2006 (RA 2011) Hava Giriş ve Çıkışlarının Performans Test Yöntemi adlı standart olup burada hava atış değerleri ve test verileri, hem sabit sıcaklık (izotermal) ve hem de farklı sıcaklıklar için tanımlanmıştır. Birçok üretici atış değerlerini sabit sıcaklıktaki hava için vermektedir. Bunun nedeni bu verileri elde etmek kolaydır ve veriler tekrarlanabilir. Farklı sıcaklıktaki hava bir dengeleme odası gerektirir ki bu da testi yapabilmek için önemli bir zaman kaybı oluşturur.